CN114751505A - 具有保险缺口的脉冲曝气装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有保险缺口的脉冲曝气装置，旨在提供一种能够有效解决现有技术中采用进气槽和配气口给集气腔供气，存在的当进气槽内的进气量超过设定值时，会造成气源的浪费，降低曝气效率的问题以及会影响各集气腔的进气均匀性，使得各集气腔曝气频率不同，引起膜的污染不均衡的问题的具有保险缺口的脉冲曝气装置。它包括箱体、设置在箱体内的朝下开口的集气腔、设置在箱体上的开口朝下的进气槽及设置在进气槽的槽口边缘的配气口，进气槽通过配气口向集气腔内供气，所述进气槽的槽口边缘还设有保险缺口，保险缺口位于集气腔的下方或位于集气腔内，保险缺口的顶端所在位置低于配气口的顶端所在位置。

Description

具有保险缺口的脉冲曝气装置

技术领域

本发明涉及一种曝气装置，具体涉及一种具有保险缺口的脉冲曝气装置。

背景技术

目前，曝气擦洗是最为广泛应用的减缓膜污染的方法，是依靠曝气时气泡上升过程在水中的搅动，引起污水的局部湍流作用，在膜表面形成剪切力和扰动力，使生物凝聚体等大分子在其作用下脱离膜表面，从而实现膜表面的清洁。在MBR工艺中（MBR膜生物反应器是高效膜分离技术与活性污泥技术有机结合的新型污水处理技术），主流曝气方式是连续曝气，其主要存在高能耗的问题。

为了解决连续曝气存在高能耗的问题，近年来诞生了脉冲曝气装置，其能依靠自身的结构设计实现间歇曝气。具体的，将连续稳定的气流累积，当气流积累到设定量时便瞬间产生高流量大气泡的曝气，该曝气可使膜上聚集的结垢薄膜、胶体等沉积物破碎，同时能更有效的去除膜上的污染物，因此节能高效的脉冲曝气便成为膜擦洗工艺的最佳选择。现有的脉冲曝气装置，一般采用细管或穿孔管等结构给脉冲曝气装置的集气腔供气，这种结构在活性污泥在带有温度的气体的作用下，容易在细管内干燥板结，堵塞细管或穿孔管，影响向集气腔的供气，造成多个集气腔的曝气不均，甚至造成部分集气腔失去曝气作用。

为了解决，采用细管或穿孔管等结构给脉冲曝气装置的集气腔供气存在的不足，目前一些脉冲曝气装置采用开口朝下的进气槽，并在进气槽的槽口边缘设置在配气口与集气腔连通，进气槽通过配气口向集气腔内供气的方案来代替采用细管或穿孔管的结构给脉冲曝气装置的集气腔供气。由于进气槽开口朝下，因而可以有效解决细管或穿孔管内出现堵塞，造成曝气装置失效的问题。采用开口朝下的进气槽与配气口向集气腔内供气虽然可以避免进气槽被堵塞的问题，但其存在以下不足，当进气槽内的进气量超过设定值，会出现进气槽内的气体不能完全从配气口进入集气腔内，多余的气体将由进气槽的槽口溢出，这部分由进气槽的槽口溢出的气体可能进入集气腔内，也可能直接排出到集气腔外侧，如此，不仅会造成气源的浪费，降低曝气效率，而且还会影响各集气腔的进气均匀性，使得各集气腔曝气频率不同，引起膜的污染不均衡的问题。

发明内容

本发明的第一目的是为了提供一种能够有效解决现有技术中采用进气槽和配气口给集气腔供气，存在的当进气槽内的进气量超过设定值时，会造成气源的浪费，降低曝气效率的问题的具有保险缺口的脉冲曝气装置。

本发明的第二目的是为了提供一种能够有效解决现有技术中采用进气槽和配气口给集气腔供气，存在的当进气槽内的进气量超过设定值时，会影响各集气腔的进气均匀性，使得各集气腔曝气频率不同，引起膜的污染不均衡的问题的具有保险缺口的脉冲曝气装置。

本发明的技术方案是：

一种具有保险缺口的脉冲曝气装置，包括箱体、设置在箱体内的朝下开口的集气腔、设置在箱体上的开口朝下的进气槽及设置在进气槽的槽口边缘的配气口，进气槽通过配气口向集气腔内供气，所述进气槽的槽口边缘还设有保险缺口，保险缺口位于集气腔的下方或位于集气腔内，保险缺口的顶端所在位置低于配气口的顶端所在位置。本方案通过在进气槽的槽口边缘设置保险缺口，且保险缺口的顶端所在位置低于配气口的顶端所在位置，当进气槽内的进气量在设定范围内时，进气槽内的气体通过配气口向集气腔内供气，气体不会由进气槽的槽口溢出；当进气槽内的进气量超过设定值时，进气槽内超出部分气体（无法及时由配气口流入集气腔的气体）将通过保险缺口流入集气腔内，不会造成气体由进气槽的槽口溢出；从而有效解决现有技术中采用进气槽和配气口给集气腔供气，存在的当进气槽内的进气量超过设定值时，会造成气源的浪费，降低曝气效率的问题。

另一方面，在进气槽内的进气量超过设定值时，进气槽内超出部分气体（无法及时由配气口流入集气腔的气体）可以通过保险缺口流入对应的集气腔内，使各集气腔内的进气均匀性（保证了极端情况下配气的均匀性），从而使各集气腔曝气频率保持一致；如此，能够有效解决现有技术中采用进气槽和配气口给集气腔供气，当进气槽内的进气量超过设定值时，由于进气槽内的气体溢出到集气腔外侧的不确定性，会影响各集气腔的进气均匀性，使得各集气腔曝气频率不同，引起膜的污染不均衡的问题。

作为优选，集气腔的数量大于等于2个，且每个集气腔均的下方或每个集气腔均内均分布有所述的保险缺口。

作为优选，集气腔的数量为偶数个，所述配气口的数量也为偶数个，且配气口与集气腔一一对应，所述进气槽的数量为两个，两个进气槽的槽口边缘上的配气口的数量相同，且每个进气槽的槽口边缘均设有所述的保险缺口。

现有技术中的脉冲曝气装置中集气腔一般并排分布，而进气管或进气槽均为单一进气管或进气槽，气体的供应由单一进气管或进气槽分配至并排分布的各集气腔内时，单一的进气管因各集气腔输送距离和气体压力分布的差异，容易造成各集气腔间进气量不均，引起各集气腔曝气频率不同，引起膜的污染不均衡的问题。为了改善这一问题，本方案设置了两个进气槽，其中一个进气槽为其中一半的集气腔供气，另一个进气槽为另一半的集气腔供气，如此，能够有效减小因各集气腔输送距离和气体压力分布的差异，使得各进气槽的进气分配更为均匀，从而提高各集气腔曝气频率的一致性。

作为优选，配气口设置在保险缺口的内顶面上。

作为优选，保险缺口的高度h大于等于5毫米。如此，在进气槽内的进气量超过设定值，可以保证进气槽内超出部分气体（无法及时由配气口流入集气腔的气体），通过保险缺口流入对应的集气腔内，避免气溢出导致集气腔外侧。

作为优选，还包括虹吸筒，虹吸筒位于集气腔内，虹吸筒的上端开口，虹吸筒的下端封闭，虹吸筒的上端固定在集气腔的内顶壁上，虹吸筒的侧壁上部设有若干侧壁开口，虹吸筒的下端设有排泥孔，所述集气腔的顶壁设有出气口，出气口的边缘设有往下延伸形成的出气管，且出气管位于虹吸筒内。本方案采用虹吸筒和出气管的配合，形成了中心向四周发散的，类似于U型的虹吸通道，当集气腔内的气体与废水的分界面达出气管的下端口时，随着气体继续进入集气腔，将开始有部分气体开始通过出气管排出；随着气体在出气管内部排出，出气管内腔和集气腔通过虹吸通道连通，形成虹吸效应，此时脉冲曝气装置进入曝气阶段，集气腔的气体将快速通过出气管排出。

作为优选，出气管的下端所在位置高于配气口的顶端所在位置，且出气管的下端与配气口的顶端的高度差L大于等于8毫米。如此，可以保证脉冲曝气装置在曝气过程中，出气管和配气口无法产生连通作用，提高曝气均匀性。

作为优选，虹吸筒的底部为椭圆形漏斗结构。如此，出气管的下端与虹吸筒的底部之间将形成一个间距不规则的虹吸腔，能够防止大颗粒污泥堵死虹吸通道，提高耐污染性。

作为优选，还包括分气器，分气器设置在位于出气口上方的箱体的外顶面上，分气器内设有若干条分气槽，分气槽的一端位于分气器的中部，且分气槽的一端与出气口连通，分气槽的另一端往分气器的外侧壁延伸并在分气器的外侧壁上形成分气出口。如此，在曝气过程中，可以通过分气器的各分气槽对气体进行分流导向作用，提高气泡辐射范围。

作为优选，排泥孔的直径为q，q大于等于4毫米，所述出气管的内径为Q，且Q/q大于等于3。在虹吸筒底部设置排泥孔，其作用是排出虹吸筒中沉积的污泥。排泥孔的直径q影响排泥效果，将排泥孔的直径设置为大于等于4毫米，可以保证排泥效果。同时排泥孔的直径q与出气筒内径Q的比值，影响着集气腔内的气体能否全部排出，因为将Q/q设置为大于等于3，以保证集气腔内的气体能全部排出。

本发明的有益效果是：

其一，能够有效解决现有技术中采用进气槽和配气口给集气腔供气，存在的当进气槽内的进气量超过设定值时，会造成气源的浪费，降低曝气效率的问题。

其二，能够有效解决现有技术中采用进气槽和配气口给集气腔供气，存在的当进气槽内的进气量超过设定值时，会影响各集气腔的进气均匀性，使得各集气腔曝气频率不同，引起膜的污染不均衡的问题。

附图说明

图1是本发明的具有保险缺口的脉冲曝气装置的一种装配图。

图2是本发明的具有保险缺口的脉冲曝气装置的一种***图。

图3是本发明的箱体的一种立体图。

图4是本发明的具有保险缺口的脉冲曝气装置的一种仰视图。

图5是本发明的具有保险缺口的脉冲曝气装置的一种剖面结构示意图。

图6是本发明的分气器的一种立体图。

图7是本发明的具有保险缺口的脉冲曝气装置的某一集气腔在间歇曝气过程中的一种工作原理图。

图中：

箱体1，出气口1.1，进气口1.2，隔板1.3，出气管1.4；

分气器2，分气槽2.1，分气出口2.2；

虹吸筒3，侧壁开口3.1，排泥孔3.2；

进气槽4；

保险缺口5；

配气口6；

集气腔7。

具体实施方式

具体实施例一：如图1 、图2、图3、图4、图5所示，一种具有保险缺口的脉冲曝气装置，包括箱体1、设置在箱体内的朝下开口的集气腔7、设置在箱体上的开口朝下的进气槽4及设置在进气槽的槽口边缘的配气口6。配气口位于集气腔的下方或位于集气腔内，本实施例中，配气口位于集气腔的下方。进气槽通过配气口向集气腔内供气。箱体的侧壁设有进气口1.2，进气口与进气槽相连通。进气槽的槽口边缘还设有保险缺口5。保险缺口位于集气腔的下方或位于集气腔内，本实施例中，保险缺口位于集气腔的下方。保险缺口的顶端所在位置低于配气口的顶端所在位置。

集气腔的数量为一个或多个。本实施例中，集气腔的数量大于等于2个。每个集气腔对应一个或多个配气口，进气槽通过对应的配气口向对应集气腔内供气。本实施例中，配气口与集气腔一一对应, 配气口位于对应的集气腔的下方。每个集气腔均的下方均分布有所述的保险缺口。

本实施例的脉冲曝气装置通过在进气槽的槽口边缘设置保险缺口，且保险缺口的顶端所在位置低于配气口的顶端所在位置，当进气槽内的进气量在设定范围内时，进气槽内的气体通过配气口向集气腔内供气，气体不会由进气槽的槽口溢出；当进气槽内的进气量超过设定值时，进气槽内超出部分气体（无法及时由配气口流入集气腔的气体）将通过保险缺口流入集气腔内，不会造成气体由进气槽的槽口溢出；从而有效解决现有技术中采用进气槽和配气口给集气腔供气，存在的当进气槽内的进气量超过设定值时，会造成气源的浪费，降低曝气效率的问题。

另一方面，在进气槽内的进气量超过设定值时，进气槽内超出部分气体（无法及时由配气口流入集气腔的气体）可以通过保险缺口流入对应的集气腔内，使各集气腔内的进气均匀性（保证了极端情况下配气的均匀性），从而使各集气腔曝气频率保持一致；如此，能够有效解决现有技术中采用进气槽和配气口给集气腔供气，当进气槽内的进气量超过设定值时，由于进气槽内的气体溢出到集气腔外侧的不确定性，会影响各集气腔的进气均匀性，使得各集气腔曝气频率不同，引起膜的污染不均衡的问题。

具体的，如图1 、图2、图3、图4、图5所示，具有保险缺口的脉冲曝气装置还包括虹吸筒3。虹吸筒与集气腔一一对应，虹吸筒位于对应的集气腔内。虹吸筒的上端开口，虹吸筒的下端封闭。虹吸筒的下端设有排泥孔3.2。虹吸筒的上端固定在集气腔的内顶壁上，本实施例中，虹吸筒的上端通过螺栓固定在集气腔的内顶壁上。虹吸筒的侧壁上部设有若干侧壁开口3.1。每个集气腔的顶壁均设有出气口1.1，出气口位于对应的虹吸筒的上端开口内。出气口的边缘设有往下延伸形成的出气管1.4，且出气管位于对应的虹吸筒内。本实施例中，出气管的下端所在位置高度低于侧壁开口所在位置高度。本实施例采用虹吸筒和出气管的配合，形成了中心向四周发散的，类似于U型的虹吸通道。

本实施例的脉冲曝气装置的具体工作如下：

（1）集气阶段，如图7中的（a）部分所示，气体通过进气槽和配气口连续的进入对应的集气腔内，并在集气腔的顶部集聚；

如图7中的（b）部分所示，同时，在气压作用下，集气腔内的水被逐步排出，集气腔内的气体与水的分界面将逐渐下降，直至集气腔内的气体与水的分界面到达出出气管的下端面；

（2）曝气阶段，如图7中的（c）部分所示，随着气体继续进入集气腔，集气腔内将开始有部分气体通过出气管排出。随着气体通过出气管内部排出，出气管内腔和集气腔通过虹吸筒的内腔（即虹吸通道）连通，形成虹吸效应，此时进入曝气阶段，集气腔内的气体将快速通过出气管，转为为大气泡释放到浸没的污水中。

如图7中的（d）部分所示，随着气体快速排出，水将快速存满集气腔，虹吸效应被打破；接着返回（1）步骤，进入下一集气阶段，如此往复，通过虹吸作用实现间歇性脉冲曝气。

本实施例中，如图3、图4所示，箱体包括顶板和前后左右四块侧板围成的一个底部开放的矩形箱，矩形箱内设有若干块等距分布的隔板1.3，将矩形箱的内腔分隔成若干个底部开口的独立腔体。该独立腔体构成集气腔。进气槽的槽口位于集气腔的下方。

如图3、图5所示，本实施例的一种实施方式中，配气口设置在保险缺口的内顶面上。

本实施例的另一种实施方式中，配气口与保险缺口沿进气槽的槽口边缘依次分布（图中未示出）。

进一步的，如图1 、图2、图5、图6所示，具有保险缺口的脉冲曝气装置还包括分气器2，分气器设置在位于出气口上方的箱体的外顶面上，本实施例中，分气器通过螺栓固定在箱体的外顶面上。分气器内设有若干条分气槽2.1，例如，3条或4条或5条或6条或更多条分气槽。本实施例中，分气槽为4条。分气槽的槽口朝下分布。分气槽的一端位于分气器的中部，且分气槽的一端与出气口连通。分气槽的另一端往分气器的外侧壁延伸并在分气器的外侧壁上形成分气出口2.2。如此，在曝气过程中，可以通过分气器的各分气槽对气体进行分流导向作用，提高气泡辐射范围。

进一步的，如图3 、图4、图5所示，集气腔7的数量为偶数个，本实施例中，集气腔的数量为四个。配气口的数量也为偶数个，且配气口与集气腔一一对应。进气槽4的数量为两个。两个进气槽的槽口边缘上的配气口的数量相同，且每个进气槽的槽口边缘均设有所述的保险缺口。本实施例中，每个进气槽的槽口边缘上设置两个配气口。

现有技术中的脉冲曝气装置中集气腔一般并排分布，而进气管或进气槽均为单一进气管或进气槽，气体的供应由单一进气管或进气槽分配至并排分布的各集气腔内时，单一的进气管因各集气腔输送距离和气体压力分布的差异，容易造成各集气腔间进气量不均，引起各集气腔曝气频率不同，引起膜的污染不均衡的问题。为了改善这一问题，本方案设置了两个进气槽，其中一个进气槽为其中一半的集气腔供气，另一个进气槽为另一半的集气腔供气，如此，能够有效减小因各集气腔输送距离和气体压力分布的差异，使得各进气槽的进气分配更为均匀，从而提高各集气腔曝气频率的一致性。

本实施例中，如图3 、图4、图5所示，四个集气腔由左往右依次分布，两个进气槽中的一个进气槽分布在箱体的前侧，另一个进气槽分布在箱体的后侧。两个进气槽中的一个进气槽为左侧的两个集气腔供气，另一个进气槽为右侧的两个集气腔供气。本实施例中，每个进气槽的槽口边缘的保险缺口为一个，位于左侧的两个集气腔供气共用一个保险缺口，该保险缺口的一半位于其中一个集气腔的正下方，该保险缺口的另一半位于另一个集气腔的正下方；同样的，位于右侧的两个集气腔供气也共用一个保险缺口，该保险缺口的一半位于其中一个集气腔的正下方，该保险缺口的另一半位于另一个集气腔的正下方。当然，保险缺口也可以与集气腔一一对应，即每个进气槽的槽口边缘上的保险缺口为两个，每个集气腔的下方分布一个独立的保险缺口。

进一步的，如图3 、图4、图5所示，两个进气槽4的一端分别与进气口1.2连通，进气槽的另一端封闭。每个进气槽的槽口边缘上的两个配气口均靠近进气槽的另一端。每个进气槽的槽口边缘上的保险缺口也靠近进气槽的另一端。由于进气槽的另一端（即进气槽的尾部）的气体分布压力更为均匀，如此，将配气口和保险缺口设置在靠近进气槽的另一端，有利于提高进气分配的均匀性。

进一步的，如图5所示，保险缺口5的高度h大于等于5毫米。如此，在进气槽内的进气量超过设定值，可以保证进气槽内超出部分气体（无法及时由配气口流入集气腔的气体），通过保险缺口流入对应的集气腔内，避免气溢出导致集气腔外侧。

进一步的，如图5所示，出气管1.4的下端所在位置高于配气口6的顶端所在位置，且出气管的下端与配气口的顶端的高度差L大于等于8毫米。如此，可以保证脉冲曝气装置在曝气过程中，出气管和配气口无法产生连通作用，提高曝气均匀性。

进一步的，如图5所示，虹吸筒6的底部为椭圆形漏斗结构。出气管的下端位于虹吸筒的内底面的上方。如此，出气管的下端与虹吸筒的底部之间将形成一个间距不规则的虹吸腔，能够防止大颗粒污泥堵死虹吸通道，提高耐污染性。

进一步的，如图5所示，排泥孔3.2的直径为q，q大于等于4毫米。出气管1.4的内径为Q，且Q/q大于等于3。在虹吸筒底部设置排泥孔，其作用是排出虹吸筒中沉积的污泥。排泥孔的直径q影响排泥效果，将排泥孔的直径设置为大于等于4毫米，可以保证排泥效果。同时排泥孔的直径q与出气筒内径Q的比值，影响着集气腔内的气体能否全部排出，因为将Q/q设置为大于等于3，以保证集气腔内的气体能全部排出。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有保险缺口的脉冲曝气装置，包括箱体、设置在箱体内的朝下开口的集气腔、设置在箱体上的开口朝下的进气槽及设置在进气槽的槽口边缘的配气口，进气槽通过配气口向集气腔内供气，其特征是，所述进气槽的槽口边缘还设有保险缺口，保险缺口位于集气腔的下方或位于集气腔内，保险缺口的顶端所在位置低于配气口的顶端所在位置。

2.根据权利要求1所述的具有保险缺口的脉冲曝气装置，其特征是，所述集气腔的数量大于等于2个，且每个集气腔均的下方或每个集气腔均内均分布有所述的保险缺口。

3.根据权利要求2所述的具有保险缺口的脉冲曝气装置，其特征是，所述集气腔的数量为偶数个，所述配气口的数量也为偶数个，且配气口与集气腔一一对应，所述进气槽的数量为两个，两个进气槽的槽口边缘上的配气口的数量相同，且每个进气槽的槽口边缘均设有所述的保险缺口。

4.根据权利要求1或2或3所述的具有保险缺口的脉冲曝气装置，其特征是，所述配气口设置在保险缺口的内顶面上。

5.根据权利要求1或2或3所述的具有保险缺口的脉冲曝气装置，其特征是，所述保险缺口的高度h大于等于5毫米。

6.根据权利要求1或2或3所述的具有保险缺口的脉冲曝气装置，其特征是，还包括虹吸筒，虹吸筒位于集气腔内，虹吸筒的上端开口，虹吸筒的下端封闭，虹吸筒的上端固定在集气腔的内顶壁上，虹吸筒的侧壁上部设有若干侧壁开口，虹吸筒的下端设有排泥孔，所述集气腔的顶壁设有出气口，出气口的边缘设有往下延伸形成的出气管，且出气管位于虹吸筒内。

7.根据权利要求6所述的具有保险缺口的脉冲曝气装置，其特征是，所述出气管的下端所在位置高于配气口的顶端所在位置，且出气管的下端与配气口的顶端的高度差L大于等于8毫米。

8.根据权利要求6所述的具有保险缺口的脉冲曝气装置，其特征是，所述虹吸筒的底部为椭圆形漏斗结构。

9.根据权利要求6所述的具有保险缺口的脉冲曝气装置，其特征是，还包括分气器，分气器设置在位于出气口上方的箱体的外顶面上，分气器内设有若干条分气槽，分气槽的一端位于分气器的中部，且分气槽的一端与出气口连通，分气槽的另一端往分气器的外侧壁延伸并在分气器的外侧壁上形成分气出口。

10.根据权利要求6所述的具有保险缺口的脉冲曝气装置，其特征是，所述排泥孔的直径为q，q大于等于4毫米，所述出气管的内径为Q，且Q/q大于等于3。

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